物理农业在国内外的发展趋势

物理农业是随着农副产品尤其是鲜活农产品的国际贸易要求发展起来的，特别是伴随着农药残留标准越来越严格的动态趋势，物理农业也在快速转化成了一个独特的生产方式，并开始推动传统农业的变革，已经成为食品安全型农业的主要类型。

一、中国物理农业的发展趋势

中国作为农产品出口大国，相关贸易国的绿色壁垒推动着农业生产方式的转变。蔬菜、家禽是最主要的出口农产品，但是自1998年以来，因一些食品安全问题，一些国家针对中国大宗的农产品进口制订了更加严格的检测标准，然而这一绿色技术壁垒实际上却在默默地推动了物理农业的发展。同时，物理农业技术已在提高农作物、食用菌产量以及动物发育方面有了许多应用，其实践极大地丰富了农业产业化内容，其中高甜度植物产品生产的物理方法、畜禽舍空气电净化自动防疫技术颇引人瞩目。

植物全生育期病虫害预防技术就是伴随着食品安全问题的争吵声发展起来的。2006年之前，物理植保技术仅能依靠空间电场防病促生技术和光诱色诱灭虫技术解决地上部分的气传病害和部分虫害，而地下的病虫害还是空白。到了2008年随着土壤连作电处理技术的深入实践，根结线虫病的防治技术取得了突破，2009年又在灭杀韭蛆、地老虎的电参数研究上获得了最佳的数据，目前的土壤连作障碍电处理技术已经可以对土壤中的大部分害虫以及接近百分百的真菌种类、细菌种类进行有效灭杀。最新的土壤电处理技术试验是在樱桃根癌杆菌病防治方面进行的，樱桃根癌杆菌病的防治是继根结线虫病之后的又一世界性植保难题，此项技术试验具有重大的经济、科学价值，试验进展备受植保界资深专家的瞩目。利用土壤电处理技术改良土壤盐碱化的试验也取得了阶段化的进展，PH8.3的盐碱地处理后可降低到PH7.3，试验重复性很好，可能成为今后设施农业土壤盐碱化改造的新技术。在以上植物病虫害的物理预防体系中，温室电除雾防病促生系统具有双重作用，即可防治植物气传病害又可用于调控植物的光合作用，实践中已经有农业公司用于生产高甜度水果花萝卜，效果理想。

动物的疫病预防以及畜产公害的治理要求推动了物理农业技术在畜牧业领域的试验与应用。自2002年环境安全型畜禽舍设计理论的提出，环境控制技术就成为该领域的核心内涵。而畜禽舍环境控制技术的实质就是物理农业技术，其中的畜禽舍空气电净化自动防疫技术便是其中的关键性技术。从未来的发展方向来看，环境安全型畜禽舍采用的物理技术将包含自动防疫与空气净化、除臭、粪便处理三方内容，其中前两种技术已经成熟并在推广，其实施在天津、北京、江苏、湖北、辽宁、新疆都有成功案例，而目前的粪便处理技术仍然存在着许多问题，发酵法的各种衍生技术使用起来很麻烦，其过程产生的恶臭气体仍然成为环保监控的重点管制指标，最近开展的燃烧制肥法试验已经显示出了畜禽粪便能够通过迅速的燃烧处理转化为灰分肥料和焦油水合肥料，而最终排出的是植物生长可以直接利用的比较纯净的二氧化碳。

食用菌方面的物理农业技术已经能够组成比较完美的病虫害预防体系。菇房空间电场促蕾防病技术、臭氧技术、色诱光诱味诱的静电灭虫灯组成了环境安全型菇房的基本配置，是目前全国推广的主要模式。其中，菇房空间电场促蕾防病技术不仅在防病方面有很好的效果，而且还具有调控香菇、竹荪、灵芝等食用菌生长的功能，可显著缩短出菇时间和提高产量。

从当前的应用来讲，国内物理农业的发展方向完全转向了食品安全领域，未来的应用将集中在三种环境安全型农业模式的实践和推广。

二、国外物理农业的发展趋势

国外还没有物理农业这一名词，但有许多我们称之为物理农业的技术，环境控制技术便是其中之一，其应用涵盖种植业、畜牧业。而在动植物疫病和病虫害防治方面还没有太系统的技术组配，设施农业仍不能脱离农药的使用和在种植业方面，国外发达国家的环境控制技术主要用于植物温室。这一技术领域主要包含温度、光照、栽培基质的理化性质、根际氧气含量等植物生长因子的调控技术，而近年，受中国影响，空间电场技术也开始了应用，荷兰的花卉业、英国、日本的植物工厂都开始了应用和安全性评价。2006、2009年韩国、法国也在蔬菜温室内引进了空间电场系统，农业科学家和农民跟踪和观摩后对这种系统给予了很好的评价，既能够促进生长又能够预防病害，颇感神奇。而在土壤消毒和除虫方面，2005年以后英国、美国先后进行了微波犁试验和应用，主要用于解决镰刀菌引起的枯萎病。继中国之后，韩国和巴西在2009年也开始了土壤电处理试验，主要用于根结线虫的防治和土壤改良，巴西的一个科学家在根结线虫电处理方面的研究也取得了突破，同时还发现了土壤电处理可以改良盐碱地，电处理后土壤PH值可从8.3降到7.3。总的来讲，国外在控制地上部分病虫害方面有比较多的方法，既有化学的又有物理的和生物的，但由于民众对农药的厌烦和生物方法的不稳定性也朝着物理方法转变，而地下部分的病虫害控制仍没有好的办法，更多的采用轮作或休耕方式，很多国家的农民也想像中国一样温室连年栽培，但受病虫害的危害总在失望中，因而他们对这方面的物理技术格外注意，跑到中国来看我们是怎么做的。就今后的发展趋势来讲，欧洲国家会很快采用植物全生育期病虫害物理预防集成技术生产出他们自己的有机的或安全的蔬菜瓜果，法国积极推进物理防治病虫害方法就是一例。

在食用菌方面，日本早在上世纪90年代便进行了空气放电提高香菇产量的试验，增产幅度可达20%，有一种用于香菇生产的放电器在日本销售。韩国试验了一种带电的水进行蘑菇喷淋，也可获得增产效果。德国的微生物学家进行了闪光、放电组合试验，获得了增产和防病的双重效果。

在畜牧业方面，美国2001年开展了鸡舍电净化技术的实践，主要用于排气系统的电净化，其检测结果表明电净化技术是控制养鸡舍布氏杆菌病的有效技术，日本2008年也开始了猪舍的空气电净化试验，主要试验锁定在口蹄疫的控制方面。德国2009年开展了等离子体猪舍除臭试验，实验表明对氨气和臭气有强烈的降解作用，可用作畜牧场的除臭。在粪便处理方面，还是以发酵为主，而英国早在2003年就开始了鸡粪的燃烧制取灰分化肥料的试验，但由于没有考虑废气的治理而受环保部门的干预，进一步产业化进程受阻，而在同一时间，中国却在这方面有了技术进步，能够将燃烧废气收集为液体焦油肥料。2008年之后欧盟国家对中国开展的环境安全型畜禽舍建设给予了高度关注，特别是物理的自动防疫方法受到法国、英国、荷兰的关注，院士级和学者、老总不断来中国考察学习。 在欧洲国家，英法两国可能率先采用畜禽舍空气电净化自动防疫系统建立起环境安全型猪舍、鸡舍和牛舍，美国则可能独立发展具有杀灭布氏杆菌的空间电场技术类孵化机。

三、调控生长类物理技术的进展

国内最先实践的植物生长物理调控技术就是空间电场与二氧化碳同补技术，其次是温室保温（加温）与补光技术，这两种技术都在实际生产中得到推广应用，并取得了很好的经济效果。最新的发现是土壤电处理系统不仅可以提高地温而且可以强烈地促进豆科类植物的生长，空间电场、土壤电处理、多功能静电灭虫灯、二氧化碳增施、补光的综合技术装备已经成为北方寒冷区温室种植新模式的核心配置。国外主要还是围绕着光合作用原理的相关条件进行生长的优化控制，主要的操控因子是温度、光照和二氧化碳，其技术成套成熟。

在食用菌方面的生长调控最易操作的就是空间电场或称空气放电、闪电等，无论是国内还是国外，这种技术更多地用于香菇，主要是因为香菇对电场的变化最敏感，菌丝转化为菇蕾的速度加快，整体生长速度提高。

在动物饲养方面，利用光照来控制家禽的生长发育较为普遍，尤其是用来调控母鸡的开产很有效。利用温度调控动物的生长效果极为显著，仔猪的保温、家禽的变温控制都对生长有着巨大影响，包括多数水生动物的很多动物卵的孵化性别也受温度的高低、昼夜温差和温度保持时间有关。国内外在此利用方面不存在太大的差异，相关技术的应用效果差异主要是在管理方面，特别是软件和自动化水平方面，美国鸡舍的温度管理精确到0.01℃，某些鱼卵的孵化温度控制涉及到每一卵所处的“点”位置。饲料的转化率之高令我们的业内人士咂舌，环境控制的精细化数字化造就了美国效率，无论是鸡场还是牛场都会以很少的疫病干扰而高速生产，这是中国目前难以有效模仿的难点。

物理农业无论其如何称谓，其内容和实践已经对传统的农药农业产生了冲击，完全不用农药的农业就是物理农业，无论是环境控制型农业还是植物工厂、现代化养殖场都是物理农业的组成部分，而目前物理农业的发展重点就是食品安全型农业。